Takisti töötemperatuuri ja võimsuse vahelise seose analüüs (1)

Hiljuti peab eelnevate takistide laialdase kasutamise korral uue energia valdkonnas üha enam kliente leidma suure võimsusega ja väikese paigaldussuurusega takistid ning see nõudluse muutus on sügavalt mõjutanud ka meie tootmise ja teadus- ja arendustegevuse ettevõtete fookuses. Üldiselt on eellaadimise takistite põhimõte sama, mis meie teiste algse takisti põhimõte, milleks on liigse elektrienergia muutmine soojusenergiaks. Eellaadimistakistidel on aga meie varasematest peamistest klientidest erinevad nõuded (piduritakistid). Varasemate klientide paigaldusruum on üldiselt piisav ja meie takisti kujundamisel on suhteliselt piisavalt ruumi. Eellaadimise takistite paigaldusruum on aga üldiselt piiratud ja kliendid soovivad, et toode oleks võimalikult väike. Täna analüüsime seda probleemi professionaalsest vaatenurgast:

Takisti töö ajal kiirgab takisti soojust, et tõsta takisti lähedal ümbritsevat temperatuuri, mis mitte ainult ei mõjuta pooljuhtide seadme töö efektiivsust, vaid mõjutab ka takisti kasutusaega temperatuurimuutuse astme tõttu. Sellele vastavast suhtest aru saades saame takistile mõistlikult rakendada, põhjustamata selle pinnatemperatuuri tõusmist projekteerimisnõuetest kaugemale.

Esiteks peame mõistma takisti soojuse hajumise meetodit:

Ninde võimsuse korral on takisti elektrienergia kuumutamise energia muundamise element, mis tarbib elektrienergiat ja muundab selle täielikult soojusenergiaks. Takisti hajutatud elektrienergia P on seotud rakendatud voolu I ja pingega U:

P=ui=i²r=u²/r

Takisti poolt tekkivat soojusenergiat tarbitakse enda soojendamisel ja ümbritseva söötmesse soojuse hajumisel. Seetõttu sõltub takisti elektrilise koormuse maht pikaajalise stabiilse töö jaoks takisti lubatud kuumutamise temperatuurist.
Ninde võimsuse korral ei tõuse takisti temperatuur pärast teatud temperatuuri jõudmist enam ja kogu elektrienergia hajub ümbritsevasse söötmesse. Kuumuse hajutamiseks on kolm viisi: kiirgus, konvektsioon ja juhtivus. Suurema võimsusega takistite korral moodustab kiirgus umbes 50%, konvektsioon umbes 25%ja juhtivus umbes 25%. Madalama võimsusega takistite korral moodustab kiirgus umbes 10%, konvektsioon umbes 30%ja juhtivus umbes 60%.